JP2013046014A - Adhesive for solar cell - Google Patents
Adhesive for solar cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013046014A JP2013046014A JP2011184780A JP2011184780A JP2013046014A JP 2013046014 A JP2013046014 A JP 2013046014A JP 2011184780 A JP2011184780 A JP 2011184780A JP 2011184780 A JP2011184780 A JP 2011184780A JP 2013046014 A JP2013046014 A JP 2013046014A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive particles
- adhesive
- volume
- surface electrode
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、太陽電池セルの表面電極導電配線とタブ線とを電気的に接続するための硬化性接着剤、該硬化性接着剤を硬化させて表面電極導電配線とタブ線とを電気的に接続している太陽電池セル用の接続体、及び該接続体を含む太陽電池モジュール、並びに該接着剤の製造方法に関する。 The present invention relates to a curable adhesive for electrically connecting a surface electrode conductive wire and a tab wire of a solar battery cell, and electrically curing the surface electrode conductive wire and the tab wire by curing the curable adhesive. The present invention relates to a connecting body for connected solar battery cells, a solar battery module including the connecting body, and a method for producing the adhesive.
太陽電池モジュールは、通常、複数の太陽電池セルがその表面電極と電気的に接続されたタブ線(配線部材)を介して、直列及び/又は並列に接続された構造を有している。一般的に、太陽電池セルの表面電極には銀を含有したペーストが用いられ、タブ線には銅成分を主体とした材料が用いられている。 The solar cell module usually has a structure in which a plurality of solar cells are connected in series and / or in parallel via tab wires (wiring members) electrically connected to the surface electrodes. Generally, a paste containing silver is used for the surface electrode of the solar battery cell, and a material mainly composed of a copper component is used for the tab wire.
この太陽電池モジュールを作製する際に、太陽電池セルの表面電極とタブ線との接続には、従来、はんだが用いられてきた。はんだは、導通性、固着強度等の接続信頼性に優れ、安価で汎用性があることから広く用いられている。 Conventionally, solder has been used to connect the surface electrode of the solar battery cell and the tab wire when the solar battery module is manufactured. Solder is widely used because it is excellent in connection reliability such as electrical conductivity and fixing strength, is inexpensive and versatile.
一方、特許文献1及び2には、太陽電池における半導体構造等の部材が加熱されること、及び/又ははんだの体積収縮による影響が半導体構造等に及ぶことを防ぐ観点で、はんだの代わりに導電性接着フィルムを用いる配線の接続方法が開示されている。 On the other hand, in Patent Documents 1 and 2, in order to prevent the member such as the semiconductor structure in the solar cell from being heated and / or the influence of the solder volume shrinkage on the semiconductor structure or the like, the conductive material is used instead of the solder. A wiring connection method using a conductive adhesive film is disclosed.
特許文献1及び2に示したような、導電性接着フィルムを用いた接続方法では、はんだを用いた場合に生じる太陽電池セルへの悪影響をある程度抑制することができる。しかし、過酷な環境で用いられる太陽電池モジュールの場合、熱履歴による膨張収縮のため接続部にクラックが発生し、接続信頼性が低いという課題があった。 In the connection method using the conductive adhesive film as shown in Patent Documents 1 and 2, adverse effects on the solar battery cells that occur when solder is used can be suppressed to some extent. However, in the case of a solar cell module used in a harsh environment, there is a problem that a connection portion is cracked due to expansion and contraction due to thermal history, and connection reliability is low.
また、特許文献1に記載の通り、このような用途に用いられる導電性接着フィルムには、一般的に、平均粒子径が10μm〜20μm程度の導電粒子を5体積%程度で用いることが検討されている。しかし、このような比較的大きな粒子をこのような量で用いると、導電粒子を充填するために多量の接着剤が必要になる。そのため、接着剤の硬化に時間がかかり、短時間で接着することが困難であった。 Moreover, as described in Patent Document 1, it is generally considered to use conductive particles having an average particle diameter of about 10 μm to 20 μm at about 5% by volume for the conductive adhesive film used for such applications. ing. However, when such relatively large particles are used in such amounts, a large amount of adhesive is required to fill the conductive particles. Therefore, it takes time to cure the adhesive, and it is difficult to bond in a short time.
また、比較的小さな粒径の導電粒子を用いて接続を行うと、導電粒子が凝集し、凝集した導電粒子のために接続抵抗が大きくなるという課題があった。 In addition, when connection is made using conductive particles having a relatively small particle size, there is a problem that the conductive particles aggregate and the connection resistance increases due to the aggregated conductive particles.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、短時間で接続可能であり、且つ凝集による接続抵抗の増大を抑制しうる接着剤、及びその製造方法、並びにその接着剤を用いた接続体、その接続体を含む太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, an adhesive that can be connected in a short time and can suppress an increase in connection resistance due to aggregation, a manufacturing method thereof, and a connection using the adhesive It aims at providing the solar cell module containing a body and its connection body.
本発明者等は、小粒径の粒子を比較的高い割合で含む導電粒子を、比較的少量でのみ用いることで、接続抵抗が低くなり且つ接着剤の熱伝導性が向上することを見出し、本発明に到達した。 The present inventors have found that by using conductive particles containing a relatively high proportion of particles having a small particle size only in a relatively small amount, the connection resistance is lowered and the thermal conductivity of the adhesive is improved. The present invention has been reached.
すなわち、本発明は下記のとおりである。
[1] 導電粒子と、有機バインダーとを含む、太陽電池セルの表面電極導電配線とタブ線とを電気的に接続するための硬化性接着剤であって、上記導電粒子を0.01〜1.6体積%含有し、上記導電粒子中の1μm以下の導電粒子の含有比率が0.1〜50体積%であることを特徴とする上記接着剤。
[2] 上記導電粒子は、銅、銀、ニッケル、金、及びすずから選ばれる1種類以上の成分を含む、[1]に記載の接着剤。
[3] 上記導電粒子は、銀成分及び銅成分を含む、[2]に記載の接着剤。
[4] 表面電極導電配線、タブ線、及びそれらを電気的に接続している硬化した[1]〜[3]のいずれか1つに記載の硬化性接着剤を含む、太陽電池セルの接続体。
[5] 上記表面電極導電配線は、0.01μm以上150μm以下の厚みを有する、[4]に記載の接続体。
[6] 上記表面電極導電配線は、銀を含み、且つ上記タブ線は、銅を含む、[4]又は[5]に記載の接続体。
[7] [4]〜[6]のいずれか1つに記載の接続体、及び太陽電池セル基板を有する、太陽電池モジュール。
[8] 上記太陽電池セル基板は、シリコン、ガラス、CIGS、窒化アルミ、サファイア基板である、[7]に記載の太陽電池モジュール。
[9] 太陽電池セルの表面電極導電配線とタブ線とを電気的に接続するための硬化性接着剤の製造方法であって、以下の工程:
1μm以下の導電粒子の体積%が0.1〜50体積%である導電粒子を、0.01〜1.6体積%で、有機バインダーに含有させる工程
を含む、上記接着剤の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] A curable adhesive for electrically connecting a surface electrode conductive wiring of a solar battery cell and a tab wire, including conductive particles and an organic binder, the conductive particles being 0.01 to 1 The adhesive described above, wherein the adhesive is contained in an amount of 0.6% by volume, and the content ratio of the conductive particles of 1 μm or less in the conductive particles is 0.1 to 50% by volume.
[2] The adhesive according to [1], wherein the conductive particles include one or more components selected from copper, silver, nickel, gold, and tin.
[3] The adhesive according to [2], wherein the conductive particles include a silver component and a copper component.
[4] Connection of solar battery cell including surface electrode conductive wiring, tab wire, and cured curable adhesive according to any one of [1] to [3] electrically connecting them body.
[5] The connection body according to [4], wherein the surface electrode conductive wiring has a thickness of 0.01 μm or more and 150 μm or less.
[6] The connection body according to [4] or [5], wherein the surface electrode conductive wiring contains silver, and the tab wire contains copper.
[7] A solar battery module comprising the connection body according to any one of [4] to [6] and a solar battery cell substrate.
[8] The solar cell module according to [7], wherein the solar cell substrate is a silicon, glass, CIGS, aluminum nitride, or sapphire substrate.
[9] A method for producing a curable adhesive for electrically connecting a surface electrode conductive wiring and a tab wire of a solar battery cell, the following steps:
The manufacturing method of the said adhesive agent including the process which makes the organic binder contain 0.01-1.6 volume% of conductive particles whose volume% of 1 micrometers or less of conductive particles is 0.1-50 volume%.
本発明によれば、短時間で接続可能であり、且つ凝集による接続抵抗の増大を抑制しうる太陽電池セル用の接着剤、及びそれを用いた接続体、並びにその接続体を含む太陽電池モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adhesive for solar cells which can be connected in a short time and can suppress the increase in connection resistance by aggregation, a connection body using the same, and a solar cell module including the connection body Can be provided.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と略記する。)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter abbreviated as “embodiments”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement in various deformation | transformation.
(硬化性接着剤)
本発明において、接着剤は、太陽電池セルの表面電極導電配線とタブ線とを電気的に接続するための硬化性接着剤であって、少なくとも導電粒子と有機バインダーとを含む。
(Curable adhesive)
In the present invention, the adhesive is a curable adhesive for electrically connecting the surface electrode conductive wiring and the tab wire of the solar battery cell, and includes at least conductive particles and an organic binder.
(硬化性接着剤−導電粒子)
導電粒子は、本分野で従来知られている種類導電粒子の中でも、銅、銀、ニッケル、金、すずから選ばれた1種類以上の成分を有するものが好ましく、良好な熱伝導性と接続時導電性を与えるものが好ましい。本発明の一実施形態であるこのような金属製の導電粒子は、樹脂を金属コーティングしたような導電粒子と比較して硬いため、接着剤中で有機バインダーを排除する効果が高く、比較的少量の添加で導電粒子が十分接触して安定した電気的接続をもたらすことができるため好ましい。
(Curable adhesive-conductive particles)
Among conductive particles conventionally known in this field, the conductive particles preferably have one or more components selected from copper, silver, nickel, gold and tin, and have good thermal conductivity and connection. Those that impart conductivity are preferred. Since such metal conductive particles according to an embodiment of the present invention are harder than conductive particles obtained by metal-coating a resin, the effect of eliminating the organic binder in the adhesive is high, and a relatively small amount. Is preferable because the conductive particles can sufficiently come into contact with each other to provide a stable electrical connection.
とくに、1μm以下の導電粒子も電気的な接続に用いるため、導電粒子の表面の導電性が優れていることが好ましく、銅―銀成分、金―銅成分、金―ニッケル成分、すず―銅成分を有している導電粒子が好ましい。 In particular, since conductive particles of 1 μm or less are also used for electrical connection, it is preferable that the surface of the conductive particles has excellent conductivity. Copper-silver component, gold-copper component, gold-nickel component, tin-copper component Conductive particles having are preferred.
上記導電粒子は、銅成分と銀成分とを含んでいることがさらに好ましい。このことにより、銀の表面電極導電配線と銅成分を主体とするタブ線とを導電粒子を介して接続した太陽電池モジュールにおいて、各配線の成分が濃度勾配により接続時に導電粒子側に拡散してしまう(食われる)ことを防止できる。 The conductive particles more preferably contain a copper component and a silver component. As a result, in the solar cell module in which the silver surface electrode conductive wiring and the tab wire mainly composed of the copper component are connected via the conductive particles, the components of each wiring diffuse to the conductive particle side at the time of connection due to the concentration gradient. It can be prevented from being eaten.
また、銅成分と銀成分とを含む上記導電粒子には10ppm以上10000ppm以下の酸素を含有していることがさらに好ましく、5000ppm以上9000ppm以下の酸素を含有していることがより好ましい。10ppm以上の酸素が含有されていることで、導電粒子への銀や銅成分の拡散を抑え、銀電極導電配線と銅成分を主体とするタブ線の食われをさらに防止する効果が得られる。また、導電粒子中の酸素濃度が10000ppm以下であることで、電気的な接続性を良好な状態に維持することができる。 The conductive particles containing a copper component and a silver component further preferably contain 10 ppm or more and 10000 ppm or less oxygen, and more preferably contain 5000 ppm or more and 9000 ppm or less oxygen. By containing 10 ppm or more of oxygen, the effect of suppressing the diffusion of silver and copper components into the conductive particles and further preventing biting of the tab electrode mainly composed of the silver electrode conductive wiring and the copper component can be obtained. Moreover, electrical connectivity can be maintained in a favorable state because the oxygen concentration in the conductive particles is 10,000 ppm or less.
上記導電粒子に含まれる銅と銀の成分の結晶サイズは、50オングストローム以上5000オングストローム以下であることが、銀電極導電配線及び銅成分を主体とするタブ線と安定した導電接続ができるため好ましい。50オングストローム以上であることで安定した接続が可能な結晶粒界サイズとなる。5000オングストローム以下の結晶サイズであることで、導電粒子中の銅、銀のそれぞれの接続点がどちらかの成分に偏ることを防止できる。 The crystal size of the copper and silver components contained in the conductive particles is preferably 50 angstroms or more and 5000 angstroms or less because a stable conductive connection can be achieved with the silver electrode conductive wiring and the tab wire mainly composed of the copper component. When the thickness is 50 angstroms or more, the crystal grain size becomes a stable connection. By having a crystal size of 5000 angstroms or less, it is possible to prevent the connection points of copper and silver in the conductive particles from being biased to either component.
上記硬化性接着剤の導電粒子の含有量は、十分な電気的接合を得る観点から、0.01体積%以上であることが好ましく、0.05体積%以上であることがより好ましく、0.1体積%以上であることがさらに好ましい。また、低荷重で接続させた場合でも十分な接合面積を得られ、導通安定性を良好にする観点から1.6体積%以下であることが好ましく、1.3体積%以下であることがより好ましく、1.1体積%以下であることがさらに好ましい。 The content of the conductive particles of the curable adhesive is preferably 0.01% by volume or more, more preferably 0.05% by volume or more, from the viewpoint of obtaining sufficient electrical bonding. More preferably, it is at least 1% by volume. Moreover, it is preferable that it is 1.6 volume% or less from the viewpoint of obtaining a sufficient bonding area even when connected with a low load, and improving the conduction stability, and more preferably 1.3 volume% or less. Preferably, it is 1.1 volume% or less.
上記導電粒子には、平均粒子径1μm〜100μmの粒子を用いることができる。平均粒子径は、好ましくは1.5〜50μmであり、より好ましくは2.0〜30μmである。また、粒子形状は、球や擬球、非球でもとくに制限されない。また、粒子径が混合していてもよい。ここで用いる平均粒子径とは、体積積算50%での粒子径をいう。 As the conductive particles, particles having an average particle diameter of 1 μm to 100 μm can be used. The average particle diameter is preferably 1.5 to 50 μm, more preferably 2.0 to 30 μm. The particle shape is not particularly limited to a sphere, pseudosphere, or non-sphere. Moreover, the particle diameter may be mixed. The average particle diameter used here refers to the particle diameter at 50% volume integration.
また、本発明の一実施形態において、用いる導電粒子は、微細な粒子により熱伝導性を高めることで、短時間で良好な接続を可能とする観点から、1μm以下の導電粒子を、全導電粒子中に0.1体積%以上含有していることが好ましく、0.5体積%以上含有していることがより好ましく、さらには1体積%以上、又は5体積%以上含有していることが好ましい。また、1μm以下の導電粒子が、全導電粒子中に含まれる含有率は、微細な導電粒子が凝集し、接続が不安定になることを防止する観点から、50体積%以下であることが好ましく、40体積%以下であることがより好ましく、さらには30体積%以下又は20体積%以下であることがさらに好ましい。 Further, in one embodiment of the present invention, the conductive particles used are 1 μm or less of conductive particles from the viewpoint of enabling good connection in a short time by increasing thermal conductivity with fine particles. It is preferable to contain 0.1% by volume or more, more preferably 0.5% by volume or more, more preferably 1% by volume or more, or 5% by volume or more. . The content of conductive particles of 1 μm or less contained in all the conductive particles is preferably 50% by volume or less from the viewpoint of preventing fine conductive particles from agglomerating and unstable connection. , 40% by volume or less, more preferably 30% by volume or less or 20% by volume or less.
全導電粒子中に対して1μm以下の導電粒子が含まれる含有率は、以下の通り測定される。 The content rate in which conductive particles of 1 μm or less are included in all the conductive particles is measured as follows.
接着剤中の導電粒子について、0.01〜100μmの粒子の体積積算分布を、気流粒度分布計で測定し、得られた体積積算分布中のサイズ1μm以下の粒子の積算体積存在率(体積%)を含有率とする。 For the conductive particles in the adhesive, the volume cumulative distribution of particles of 0.01 to 100 μm is measured with an air flow particle size distribution meter, and the cumulative volume abundance of particles having a size of 1 μm or less in the obtained volume cumulative distribution (volume%) ) As the content.
上記導電粒子の調製方法としては、例えば、所定量の銅、銀、および必要に応じて第3成分を不活性雰囲気中において高温度(融点より100℃以上高い温度)で溶融させ、十分攪拌した後、溶融金属をヘリウム、窒素、水素、アルゴンガスを吹き付けて微粉末化しながら急冷凝固する方法が挙げられる。また、蒸着、CVD、焼結、沈殿、メッキなどの化学方法、物理方法など用いることができる。 As a method for preparing the conductive particles, for example, a predetermined amount of copper, silver, and if necessary, a third component is melted at a high temperature (a temperature higher than the melting point by 100 ° C.) in an inert atmosphere and sufficiently stirred. Thereafter, the molten metal is rapidly solidified while being atomized by blowing helium, nitrogen, hydrogen, or argon gas. Further, chemical methods such as vapor deposition, CVD, sintering, precipitation, plating, and physical methods can be used.
上記導電粒子の平均粒径は、精密分級することによって制御することができる。1μm以下の粒子の量は、一般的な分級方法及び粒子を混合することによっても制御することができる。 The average particle diameter of the conductive particles can be controlled by precision classification. The amount of particles of 1 μm or less can also be controlled by a general classification method and mixing the particles.
また、導電粒子に凝固させる際に、ヘリウム、窒素、アルゴン雰囲気中に酸素を少量含有させることで、導電粒子に均一に酸素濃度を含有させることができる。導電粒子に適切な量の酸素を含有させるため、不活性雰囲気中に0.1%程度の酸素を含有させておくことが好ましい。また、急冷凝固する際に溶融金属と冷却ガスとの供給速度量を調整することで、急冷速度が調整でき、導電粒子の結晶サイズをコントロールすることができる。 Further, when the conductive particles are solidified, a small amount of oxygen is contained in the atmosphere of helium, nitrogen, or argon, so that the conductive particles can have a uniform oxygen concentration. In order to contain an appropriate amount of oxygen in the conductive particles, it is preferable to contain about 0.1% oxygen in the inert atmosphere. Further, by adjusting the supply rate amount of the molten metal and the cooling gas during rapid solidification, the rapid cooling rate can be adjusted and the crystal size of the conductive particles can be controlled.
(硬化性接着剤−有機バインダー)
上記接着剤の有機バインダーとしては、単独で、または混合して用いることができる。例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂や変性樹脂などから選ばれた1種類以上を含有する有機バインダーが好ましい。
(Curable adhesive-organic binder)
As an organic binder of the said adhesive agent, it can use individually or in mixture. For example, an organic binder containing at least one selected from an epoxy resin, a polyimide resin, an acrylic resin, a phenoxy resin, a polyester resin, a urethane resin, a polyamide resin, a silicone resin, a modified resin, and the like is preferable.
(硬化性接着剤−他の成分)
上記接着剤には密着性の点から、必要に応じてシランカップリング剤、アルミカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーン粘着剤などを加えても良い。さらに、導電粒子用の分散剤、銀や銅マイグレーションなどを抑制するためのキレート剤、樹脂の流動性やフィルムの物性を制御するためのゴム成分、増粘剤、消泡剤、密着助剤等の添加剤を加えても良い。
(Curable adhesive-other components)
A silane coupling agent, an aluminum coupling agent, a titanium coupling agent, a silicone pressure-sensitive adhesive, or the like may be added to the adhesive from the viewpoint of adhesion. Furthermore, dispersing agents for conductive particles, chelating agents for suppressing silver and copper migration, rubber components, thickeners, antifoaming agents, adhesion aids for controlling resin fluidity and film physical properties, etc. These additives may be added.
(硬化性接着剤−製造方法)
上記接着剤の製造方法としては、例えば、導電粒子を溶剤に溶解させた有機バインダー中に分散させ、そこに必要に応じて、添加剤を混ぜる。これらを十分に混合し、導電粒子を分散させる。
(Curable adhesive-production method)
As a method for producing the adhesive, for example, conductive particles are dispersed in an organic binder dissolved in a solvent, and additives are mixed there if necessary. These are mixed well to disperse the conductive particles.
上記接着剤は、必要に応じてペースト状のまま、あるいは分散液を塗膜、乾燥して、フィルム状にする。ペースト状の場合には、適当な溶剤を必要に応じて加えて、表面電極導電配線上やタブ線上に印刷やディスペンサにより塗布し、表面電極導電配線とタブ線とを加熱、加圧などで接続することが好ましい。 The above-mentioned adhesive remains in a paste form as necessary, or the dispersion is coated and dried to form a film. In the case of a paste, add an appropriate solvent as needed, apply it on the surface electrode conductive wiring or tab wire by printing or dispenser, and connect the surface electrode conductive wire and tab wire by heating, pressing, etc. It is preferable to do.
短時間で十分に樹脂を硬化させるためにフィルム状にする場合のフィルムの厚みは、100μm以下であることが好ましく、75μm以下であることがより好ましく、さらには50μm以下又は40μm以下であることが好ましい。また、良好な接着強度を得る観点から、1μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましく、さらには10μm以上又は20μm以上であることが好ましい。 The film thickness in the case of forming a film in order to sufficiently cure the resin in a short time is preferably 100 μm or less, more preferably 75 μm or less, and even more preferably 50 μm or less or 40 μm or less. preferable. From the viewpoint of obtaining good adhesive strength, it is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, and further preferably 10 μm or more or 20 μm or more.
また、厚みが比較的薄い場合(10μm〜40μm)、フィルムとして扱いやすくするためにポリエステルフィルムなどの多少の剛性を有するフレキシブルフィルム上に塗工乾燥しておいて、使用時にそのフレキシブルフィルムを剥離して用いることが好ましい。このとき、カバーフィルムで接着剤を挟んでもよい。フィルム状の接着剤は、必要に応じて長さ数mから1000mの単位で作製することができる。 Also, when the thickness is relatively thin (10 μm to 40 μm), in order to make it easy to handle as a film, it is coated and dried on a flexible film having some rigidity such as a polyester film, and the flexible film is peeled off at the time of use. Are preferably used. At this time, an adhesive may be sandwiched between cover films. The film-like adhesive can be produced in units of several m to 1000 m as required.
(接続体)
本発明の実施形態において、接続体は、上記の硬化性接着剤を硬化させて、表面電極導電配線とタブ線とを電気的に接続したものである。
(Connected body)
In the embodiment of the present invention, the connection body is obtained by curing the curable adhesive and electrically connecting the surface electrode conductive wiring and the tab wire.
(接続体−硬化した硬化性接着剤)
上記硬化性接着剤を硬化して、太陽電池セル用の接続体を形成する。硬化後の上記接着剤は20℃〜40℃における弾性率(ヤング率)が0.1GPa〜4GPa程度であることが好ましい。
(Connector-cured curable adhesive)
The said curable adhesive is hardened | cured and the connection body for photovoltaic cells is formed. The adhesive after curing preferably has an elastic modulus (Young's modulus) at 20 ° C. to 40 ° C. of about 0.1 GPa to 4 GPa.
硬化後の接着剤の線膨張率は6ppm〜200ppm/℃、吸水率は0.01%〜5%が好ましく、基板によって使い分けることができる。 The linear expansion coefficient of the cured adhesive is preferably 6 ppm to 200 ppm / ° C., and the water absorption is preferably 0.01% to 5%.
また、接着剤の硬化方法としては、必要に応じて、公知の熱、電子線、光、カチオン、ラジカルでの硬化反応又は重合開始反応を利用して硬化する方法が挙げられる。エポキシ樹脂を有機バインダーとして用いて接着剤を硬化させる場合には、潜在性硬化剤を用いるのが好ましい。また、アニオン、カチオン、ラジカル重合を利用する場合には、重合開始剤、カチオン発生剤、アニオン発生剤など公知の材料を用いても良い。 Moreover, as a hardening method of an adhesive agent, the method of hardening using the hardening reaction or polymerization start reaction by a well-known heat | fever, an electron beam, light, a cation, and a radical as needed is mentioned. When using an epoxy resin as an organic binder to cure the adhesive, it is preferable to use a latent curing agent. When anion, cation, or radical polymerization is used, a known material such as a polymerization initiator, a cation generator, or an anion generator may be used.
中でも、熱硬化させること好ましく、加熱温度は50〜230℃、加熱時間は1秒〜1時間などが生産性の点から好ましく、接着剤に熱風、超音波、加熱ヘッドにより熱供給して硬化する方法が好ましい。このとき、接着剤の接続を良くするため、0.1MPa〜50MPaで加圧をしてもよい。 Among them, it is preferable to perform thermosetting, and the heating temperature is preferably 50 to 230 ° C. and the heating time is preferably 1 second to 1 hour from the viewpoint of productivity, and the adhesive is cured by supplying heat with hot air, ultrasonic waves, or a heating head. The method is preferred. At this time, in order to improve the connection of the adhesive, pressurization may be performed at 0.1 MPa to 50 MPa.
(接続体−表面電極導電配線)
本発明の一実施形態において表面電極導電配線は、銀を含み、好ましくは本質的に銀からなるが、表面電極導電配線として有効に機能するものであればその材料は問われない。また、一実施形態において、厚みは、0.01μm以上150μm以下が好ましい。また、電極の食われを防止する観点から0.01μm以上であることが好ましく、導体配線表面の凹凸を小さくする観点から、150μm以下であることが好ましい。上記接着剤を用いて表面電極導電配線とタブ線と電気的に接続する際には、表面電極導電配線は、事前に基板の上に作成されているのが好ましい。
(Connector-surface electrode conductive wiring)
In one embodiment of the present invention, the surface electrode conductive wiring contains silver, and preferably consists essentially of silver, but any material can be used as long as it effectively functions as the surface electrode conductive wiring. In one embodiment, the thickness is preferably 0.01 μm or more and 150 μm or less. Moreover, it is preferable that it is 0.01 micrometer or more from a viewpoint of preventing the biting of an electrode, and it is preferable that it is 150 micrometers or less from a viewpoint of making the unevenness | corrugation on the surface of a conductor wiring small. When electrically connecting the surface electrode conductive wiring and the tab wire using the adhesive, the surface electrode conductive wiring is preferably prepared on the substrate in advance.
表面電極導電配線の幅には特に指定はなく、0.1μm幅から10mm幅など幅広い配線幅で用いることができる。 The width of the surface electrode conductive wiring is not particularly specified, and can be used with a wide wiring width such as a width of 0.1 μm to 10 mm.
(接続体−タブ線)
また、本発明の一実施形態において、タブ線は、銅を含み、好ましくは本質的に銅からなるが、タブ線として有効に機能するものであればその材料は問われない。タブ線は、その上にスズ、銀、銅、パラジウム、インジウム、ビスマスから選ばれた1種以上からなる成分で被覆されていることが、タブ線の酸化防止のために好ましい。タブ線は、例えば厚さは1μm〜2000μmのものが用いられる。
(Connector-Tab line)
In one embodiment of the present invention, the tab wire contains copper, and preferably consists essentially of copper, but any material can be used as long as it functions effectively as a tab wire. The tab wire is preferably coated with a component composed of one or more selected from tin, silver, copper, palladium, indium, and bismuth to prevent the tab wire from being oxidized. For example, a tab line having a thickness of 1 μm to 2000 μm is used.
(太陽電池モジュール)
本発明の実施形態において、太陽電池モジュールは、太陽電池セル基板、並びに上記接続体を含む太陽電池セルを1つ以上有し、好ましくはその接続体によって太陽電池セルが直列及び/又は並列に複数接続された構造となっているものである。
(Solar cell module)
In the embodiment of the present invention, the solar cell module has one or more solar cells including the solar cell substrate and the connection body, and preferably a plurality of solar cells in series and / or in parallel by the connection body. It has a connected structure.
(太陽電池モジュール−太陽電池セル基板)
本発明で用いられる太陽電池セル用の基板としては、結晶シリコン、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、カドミウム−テルル、CIGS,サファイア、ガラス、ITO、IZO、ガリウム、窒化アルミ、窒化ホウ素、ガラスエポキシ、ポリイミドなどの透明又は非透明の基板があげられる。
(Solar cell module-solar cell substrate)
As a substrate for solar cells used in the present invention, crystalline silicon, single crystal silicon, amorphous silicon, cadmium-tellurium, CIGS, sapphire, glass, ITO, IZO, gallium, aluminum nitride, boron nitride, glass epoxy, polyimide And a transparent or non-transparent substrate.
次に、実施例及び比較例を挙げて本実施の形態をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
作成した導電粒子の物性は、下記に示す方法で測定した。 The physical properties of the prepared conductive particles were measured by the methods shown below.
(1)導電粒子の平均粒径、および導電粒子中の1μ以下の体積%
平均粒子径:レーザー回折型測定器HEROS&RODOS SR型により体積積算平均値を測定し、体積積算50%になるときの粒子径を平均粒径値とした。
全導電粒子中の、1μ以下の導電粒子の体積%:上記レーザー回折型測定器で求めた、導電粒子の体積積算分布のうち1μm以下の体積積算%を求めた。
(1) Average particle diameter of conductive particles, and volume% of 1 μm or less in conductive particles
Average particle diameter: The volume integrated average value was measured with a laser diffraction measuring instrument HEROS & RODOS SR type, and the particle diameter when the volume integrated was 50% was defined as the average particle diameter value.
Volume% of conductive particles of 1 μm or less in all conductive particles: Volume integrated% of 1 μm or less of the volume integrated distribution of conductive particles determined by the laser diffraction type measuring device was determined.
(2)導電粒子の金属組成
導電粒子組成、平均粒子径、全導電粒子中の1μm以下の体積%を表1に示す。
(2) Metal composition of conductive particles Table 1 shows the conductive particle composition, average particle diameter, and volume% of 1 μm or less in all conductive particles.
<実施例1〜5>、<比較例1〜2>
[表2]の組成1〜4及び6〜9に示す割合の接着剤組成物を、50質量%の濃度で酢酸エチル溶剤に溶解し、厚み50μmのPET上に塗布し、空気中で60℃10分間乾燥して酢酸エチルの溶剤をとばし、35μm厚みのフィルム状接着剤を作成した。また、組成5に示す割合の接着剤組成物を、50質量%の濃度で酢酸エチル/トルエン溶剤に溶解し、ペースト状接着剤を作成した。
<Examples 1-5>, <Comparative Examples 1-2>
The adhesive compositions in the ratios shown in Compositions 1 to 4 and 6 to 9 in [Table 2] were dissolved in an ethyl acetate solvent at a concentration of 50% by mass, applied onto PET having a thickness of 50 μm, and 60 ° C. in air. After drying for 10 minutes, the solvent of ethyl acetate was removed, and a film adhesive having a thickness of 35 μm was prepared. Moreover, the adhesive composition of the ratio shown to the composition 5 was melt | dissolved in the ethyl acetate / toluene solvent by the density | concentration of 50 mass%, and the paste-form adhesive was created.
接着剤の有機バインダーには下記のものを用いた。
a.ビスフェノールA型エポキシ樹脂(旭化成ケミカルズ(株)製AER2600)
b.ビスフェノールF型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製RE−303S)
c.ナフタレン型エポキシ樹脂(大日本インキ(株)製HP−4032D)
d.ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(大日本インキ(株)製HP7200)
e.ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(InChem Corporation(ロックヒル、サウスカロライナ州、米国)製PKHC)
f.ポリオール変性フェノキシ樹脂(InChem Corporation(ロックヒル、サウスカロライナ州、米国)製PKHM301)
g.潜在性硬化剤(旭化成エポキシ(株)製HX3941HPマイクロカプセル型イミダゾール(潜在性硬化剤))
h.シランカップリング剤(信越化学(株)製KBM403)
i.シリコーン粘着剤(東レダウコーニング(株)製SD4580)
The following organic binders were used for the adhesive.
a. Bisphenol A type epoxy resin (AER2600 manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation)
b. Bisphenol F epoxy resin (RE-303S manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
c. Naphthalene type epoxy resin (HP-4032D manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.)
d. Dicyclopentadiene type epoxy resin (HP7200 manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.)
e. Bisphenol A type phenoxy resin (PKHC manufactured by InChem Corporation (Rock Hill, SC, USA))
f. Polyol-modified phenoxy resin (PKHM301 manufactured by InChem Corporation (Rock Hill, SC, USA))
g. Latent curing agent (HX3941HP microcapsule type imidazole (latent curing agent) manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd.)
h. Silane coupling agent (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. KBM403)
i. Silicone adhesive (SD4580 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.)
<接続試験(10秒接続時)>
各組成のフィルム状接着剤を用いて、以下の通り接続体を作成した。下記に示す基材の銀の表面電極導電配線上に、接着剤を軽く貼り付けた後、接着剤をPETフィルムから剥離した。下記に示す銅成分を有するタブ線を、接着剤の付着している表面電極導電配線に向かい合わせ、1.5mmの加熱ヘッドを用いて、180℃、10秒、1.7MPaの接合条件でタブ線を加熱加圧することによって硬化させた。
<Connection test (when connected for 10 seconds)>
The connection body was created as follows using the film adhesive of each composition. The adhesive was lightly affixed on the silver surface electrode conductive wiring of the base material shown below, and then the adhesive was peeled off from the PET film. The tab wire having the copper component shown below is faced to the surface electrode conductive wiring to which the adhesive is adhered, and the tab is bonded at 180 ° C. for 10 seconds and 1.7 MPa using a 1.5 mm heating head. The wire was cured by heating and pressing.
また、各組成のペースト状接着剤を用いて、以下の通り接続体を作成した。まず、ペーストをディスペンサ、印刷などで、銀の表面電極導電配線上に塗布した。次に、下記に示す銅成分を有するタブ線を、接着剤を塗布した表面電極導電配線に向かい合わせ、1.5mmの加熱ヘッドを用いて、180℃、2.5MPaの条件で、10秒間の接続時間で、タブ線を加熱加圧することによって硬化した。 Moreover, the connection body was created as follows using the paste adhesive of each composition. First, the paste was applied onto the silver surface electrode conductive wiring by a dispenser, printing or the like. Next, the tab wire having the copper component shown below is faced to the surface electrode conductive wiring coated with the adhesive, and using a 1.5 mm heating head, the conditions are 180 ° C. and 2.5 MPa for 10 seconds. The connection time was cured by heating and pressing the tab wire.
<接続試験(3秒接続時)>
各組成のフィルム状、ペースト状接着剤を用いて、接続時間を10秒から3秒に変更する以外は同じ条件で接続試験を行った。
<Connection test (when connected for 3 seconds)>
A connection test was performed under the same conditions except that the connection time was changed from 10 seconds to 3 seconds using a film-like or paste-like adhesive of each composition.
このようにして得た接続体について、下記方法により性能試験を行った。その結果を表3に示す。 The connected body thus obtained was subjected to a performance test by the following method. The results are shown in Table 3.
(表面電極導電配線を有する基板)
基材1:結晶シリコン基板に銀配線(10μm厚み、100μm幅)を印刷したもの
基材2:アモルファスシリコン基板に銀配線(2μm厚み、200μm幅)を印刷したもの
基材3:単結晶シリコン基板に銀配線(50μm厚み、300μm幅)を印刷したもの
基材4:CIGS基板上に銀配線(140μm厚み、300μm幅)を印刷したもの
基材5:ガラス基板に銀配線(0.5μm厚み、300μm幅)を印刷したもの
(Substrate having surface electrode conductive wiring)
Base material 1: Silver wiring (10 μm thickness, 100 μm width) printed on a crystalline silicon substrate Base material 2: Silver wiring (2 μm thickness, 200 μm width) printed on an amorphous silicon substrate Base material 3: Single crystal silicon substrate Printed with silver wiring (50 μm thickness, 300 μm width) Base material 4: printed with silver wiring (140 μm thickness, 300 μm width) on CIGS substrate Base material 5: silver wiring (0.5 μm thickness, 300μm width) printed
(タブ線)
配線1:銅線(200μm厚み)にCu−Sn−Agコートしたもの
配線2:銅線(100μm厚み)にSn−Pbコートしたもの
配線3:銅線(300μm厚み)にSn−Agコートしたもの
配線4:銅線(300μm厚み)にSn−Ag−Bi−Inコートしたもの
(Tab line)
Wiring 1: Copper wire (200 μm thickness) coated with Cu—Sn—Ag Wiring 2: Copper wire (100 μm thickness) coated with Sn—Pb Wiring 3: Copper wire (300 μm thickness) coated with Sn—Ag Wiring 4: Copper wire (300 μm thickness) coated with Sn-Ag-Bi-In
<性能試験法>
1.10秒接続時の接続抵抗値信頼性評価、及び3秒接続時の接続抵抗値信頼性評価
日置9455型マルチメータを用いて、接続体の信頼性テスト(85℃85%RHで3000時間長時間放置)後における、表面電極導電配線とタブ線間の抵抗を4端子法で測定した。
<Performance test method>
1. Reliability evaluation of connection resistance when connected for 10 seconds and reliability evaluation of connection resistance when connected for 3 seconds Using a Hioki 9455 type multimeter, reliability test of connection body (3000 hours at 85 ° C. and 85% RH) The resistance between the surface electrode conductive wiring and the tab wire after standing for a long time was measured by a four-terminal method.
判定基準(10秒接続時も3秒接続時も同じ)
信頼性試験後の接続抵抗値R
◎:R<20mΩ、○:20mΩ≦R<50mΩ、×:50mΩ≦R
Judgment criteria (same when connected for 10 seconds and connected for 3 seconds)
Connection resistance value R after reliability test
A: R <20 mΩ, B: 20 mΩ ≦ R <50 mΩ, X: 50 mΩ ≦ R
<凝集の判断方法>
接続時の接着剤中の凝集粒子を、100個無作為に抽出し、光学顕微鏡で100倍で観察することで、用いた接着剤に含有される導電粒子の凝集性を判断した。
◎:平均粒子径に対して、平均3倍未満の大きさの凝集であった場合
○:平均粒子径に対して、平均3倍以上10倍未満の大きさの凝集であった場合
×:平均粒子径に対して、平均10倍以上の大きさの凝集であった場合
<Judgment method of aggregation>
100 aggregated particles in the adhesive at the time of connection were randomly extracted and observed with an optical microscope at a magnification of 100 to determine the aggregability of the conductive particles contained in the used adhesive.
A: When the average particle size is agglomeration of less than 3 times the average size ○: When the agglomeration is an average particle size of 3 times or more and less than 10 times the average particle size ×: Average When the average particle size is more than 10 times larger than the particle size
表3に示されるように、各実施例の製造方法により製造された接続体は、3秒で接続した場合においても信頼性試験後の安定した接続抵抗が得られ、各比較例の製造方法により製造された接続体は、3秒で接続した場合に信頼性試験後の接続抵抗が高いことが確認された。 As shown in Table 3, the connection body manufactured by the manufacturing method of each example can obtain a stable connection resistance after the reliability test even when connected in 3 seconds, and according to the manufacturing method of each comparative example. It was confirmed that the manufactured connection body had high connection resistance after the reliability test when connected in 3 seconds.
本発明の接着剤を用いることで、短時間の接続でも安定導通を確保した太陽電池セル及びそれを用いた太陽電池モジュールを提供することができる。 By using the adhesive of the present invention, it is possible to provide a solar battery cell that secures stable conduction even in a short-time connection and a solar battery module using the solar battery cell.
Claims (9)
1μm以下の導電粒子の体積%が0.1〜50体積%である導電粒子を、0.01〜1.6体積%で、有機バインダーに含有させる工程
を含む、前記接着剤の製造方法。 A method for producing a curable adhesive for electrically connecting a surface electrode conductive wire and a tab wire of a solar battery cell, the following steps:
The manufacturing method of the said adhesive agent including the process which makes the organic binder contain 0.01-1.6 volume% of conductive particles whose volume% of 1 micrometers or less of conductive particles is 0.1-50 volume%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011184780A JP2013046014A (en) | 2011-08-26 | 2011-08-26 | Adhesive for solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011184780A JP2013046014A (en) | 2011-08-26 | 2011-08-26 | Adhesive for solar cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013046014A true JP2013046014A (en) | 2013-03-04 |
Family
ID=48009655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011184780A Withdrawn JP2013046014A (en) | 2011-08-26 | 2011-08-26 | Adhesive for solar cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013046014A (en) |
-
2011
- 2011-08-26 JP JP2011184780A patent/JP2013046014A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105826418B (en) | Manufacturing method for connecting and manufacturing method for solar cell module | |
KR101180585B1 (en) | Solar battery cell connection method and solar battery module | |
KR101772708B1 (en) | Electrically conductive adhesives | |
US9247652B2 (en) | Adhesive composition, electronic-component-mounted substrate and semiconductor device using the adhesive composition | |
JP5656380B2 (en) | Conductive ink composition, solar cell using the composition, and method for producing solar cell module | |
KR100660430B1 (en) | Adhesive film for connecting wiring terminals, method for connecting wiring terminals and wiring structure | |
EP3723139B1 (en) | Electrically conductive paste | |
CN101997059A (en) | Connection structure and method of manufacturing same | |
JP5713525B2 (en) | Conductive ink composition, solar cell using the composition, and method for producing solar cell module | |
JP2009194359A (en) | Adhesive film for circuit connection, and connection structure of circuit member and method of connecting circuit member using the same | |
KR102507673B1 (en) | Resin composition, bonding body and semiconductor device | |
JP2011198674A (en) | Conductive bonding material, semiconductor device using this, and manufacturing method of semiconductor device | |
TWI845477B (en) | Conductive adhesive composition and connection structure using the same | |
JP5922544B2 (en) | Anisotropic conductive material and connection structure | |
TWI789406B (en) | Conductive adhesive composition, bonded structure using same, and method for producing bonded structure | |
JP2015084352A (en) | Multilayered sheet for gluing circuit member, and method for manufacturing semiconductor device | |
JP2012024834A (en) | Solder material and method for preparing the same, and method for manufacturing semiconductor device using the same | |
JP2013046014A (en) | Adhesive for solar cell | |
TW201930428A (en) | Chip-shaped electronic component | |
TW202204548A (en) | Conductive adhesive composition | |
JP5856489B2 (en) | Conductive paste and semiconductor device | |
JP2012230975A (en) | Method for manufacturing solar cell connector | |
WO2022024737A1 (en) | Composite electroconductive particles, and method for producing composite electroconductive particles | |
JP2012244007A (en) | Method for producing solar cell connection body | |
JP5283234B2 (en) | Conductive resin composition and semiconductor device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141104 |